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二维半导体光电探测器的发展、机遇和挑战

2021-04-04张言蹊

信息记录材料 2021年2期

张言蹊

(湖北第二师范学院 湖北 武汉 430205)

1 引言

在20世纪二维半导体是否存在成为一个备受争议的话题,直至2004年,二维半导体材料制备成功后才开启了科研人员对二维半导体材料的集中研究,这主要是基于二维半导体特殊的结构和物理性质[2]。随着二维半导体材料更多功能的发现,如今二维半导体光电探测器开始被应用于人们的日常生活中。

2 二维半导体光电探测器类型

2.1 过渡金属硫族化合物

过渡金属硫化物的种类比较多,但当前对二维半导体光电探测器的研究主要集中在二硫化钼,这主要是由于二硫化钼在具有良好的光电效应的同时还具有稳定的化学结构以及良好的机械性,这使二硫化钼材料在电子器件的生产和制造方面有着较为广阔的前景。同时二硒化钨材料在光电探测器方面也具有一定的应用潜力,但由于二硒化钨对于环境的要求比较高,在不同的环境下其光电流效应表现差异非常大,例如:在真空环境下二硒化钨的响应率只有几十A/W,而在氨气环境中却能够达到 884 A/W[3]。

2.2 黑磷

黑磷也是近年来备受关注的一类二维半导体光电探测器材料,当前黑磷材料制备技术可以剥离出单层黑磷和多层黑磷,多层黑磷是一种双极性半导体,具有较高的迁移率,不仅如此,黑磷的电学性能、光学性能等有明显的各向异性。少层黑磷在成像方面具有重要的应用,少层黑磷能够接受红外光信号,并将其进行转化和成像。……

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